JP4917780B2 - 露光装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶パネル用カラーフィルタ等を製造する際に用いられる露光装置に関するものである。
従来、液晶パネル用カラーフィルタの製造において、ブラックマトリックスを形成した基板上に着色層を形成するにあたり、基板に塗布した着色剤に対して露光する場合、前記基板が撓んでいたり、基板の表面に温度差があると露光むらが発生する。
これを防止するために、従来の露光装置においては、塗布装置から露光装置への搬送経路において基板の表面に温度調整された気体をノズルから吹き付けることにより、基板の温度を設定温度に調整するようにした基板温度制御装置を用いることが知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
また、温度制御された基板支持プレートの基板載置面に複数の空気孔を設け、該空気孔から流量制御された空気を噴出させて、基板を前記基板載置面上に浮上させた状態で基板支持プレートの温度により熱処理し、または前記空気孔を真空吸引することによって、基板を前記基板載置面に密着させた状態で基板支持プレートにより冷却するようにした基板温度制御装置も知られている(例えば、特許文献3、特許文献4参照)。
特開2004−296773号公報 特開2002−72492号公報 特開2003−347183号公報 特開2004−303961号公報
しかし、前記露光装置に用いる基板温度制御装置においては、前記基板を露光装置に搬送するに先だって、その搬送経路の途中で基板を温度調整しているので、基板が露光装置に搬送されて露光されるまでの間に温度変化を来たしてしまうおそれがある。そして、基板の温度調整処理が露光処理と別工程で行われるので、基板の露光処理時間が長くなると共に、処理ラインが長くなって装置の所要設置空間が大きくなる問題がある。
また、後者の基板温度制御装置においては、これを露光装置に適用する場合には、基板支持プレートが露光装置と別に設けられることとなり、前者の基板温度制御装置と同様な問題があると共に、強いて基板支持プレートを露光装置に組み込む場合には、基板に照射された露光光の基板支持プレートによる反射光が生じるため、基板の露光を均質に行えない問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、基板の温度調整を的確に行うことができ、基板における所定の露光領域に均質に、かつ効率的に露光することができると共に、装置の構成が簡単で、その所要設置空間も小さくて済む露光装置を提供することを目的とする。
本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
すなわち、請求項1に係る露光装置は、基板搬送手段によって露光領域に搬送される基板に対して、前記露光領域において露光光源からの露光光を露光光学系を通して照射し、前記基板上に所要の露光パターンを形成する露光装置であって、前記基板の搬送方向における前記露光領域の上流側と下流側の位置に、前記基板の下側へ温度調整された気体を噴出させて基板を浮上させた状態で支持する基板支持パッドが配置されており、前記基板支持パッドは、上面を平らに形成した突起からなるパッド部を、前記基板の搬送方向とそれに直角な方向に間隔をあけて複数個備えており、気体供給装置に連絡された気体噴出孔が、前記パッド部の上面に開口して設けられると共に、気体吸引装置に連絡させた気体吸引孔が、基板の搬送方向における少なくとも一対のパッド部間に形成された凹部に開口して設けられ、前記気体噴出孔は前記基板の搬送方向における前記露光領域の上流側と下流側に近接して設けられ、気体の温度調整を行う温度制御装置は、前記気体支持パッドの上流側のみに配設されていることを特徴としている。
請求項2に係る露光装置は、請求項1に記載の露光装置において、前記温度制御装置は、基板支持パッドに設けた温度センサーによって検出される温度にもとづいて、前記気体供給装置から前記気体噴出孔に供給される気体の温度を調整することを特徴としている。
本発明によれば、以下の優れた効果を奏する。
請求項1に係る露光装置によれば、露光領域の上流側で基板支持パッドから噴出される温度調整された気体によって、基板が僅かに浮上されながら該気体に接触されるので、気体との熱伝達によって基板を的確に温度調整することができると共に、露光領域の下流側でも基板支持パッドから噴出される気体によって基板が温度調整されるので、基板は、露光領域の上流側と下流側とで温度差が生じることなく、露光領域の全体において温度むらが無くなり、露光領域の全体を均質に露光することができる。
また、基板は温度調整されながら露光領域に移動されて直ちに露光されるので、基板の温度調整と露光を1つの装置内で連続して一工程で行うことができ、基板の露光を効率的に行うことができると共に、露光装置の構成が簡単となり、その所要設置空間も小さくすることができる。
しかも、気体供給装置と気体吸引装置の動作を制御して基板支持パッドの気体噴出孔からの気体の噴出圧と気体吸引孔からの気体の吸引圧を調節することにより、基板支持パッドからの基板の浮上量を正確に調整することができ、露光領域において基板の基板支持パッドによる無接触状態での支持を高精度に行うことができる。
請求項2に係る露光装置によれば、気体噴出孔から噴出する気体に接触して気体と等しい温度になっている基板支持パッドの温度を検出することにより、気体の温度を容易に検出することができるので、気体の温度調整を的確に行うことができる。
以下、本発明の一実施の形態に係る露光装置について、添付図面を参照して説明する。
図1〜図3において、1は本発明の一実施の形態に係る露光装置を示す。この露光装置1は、支持脚2aによって床面に設置された基台2と、該基台2上にX軸方向xに向けられ、Y軸方向yに間隔をあけて立設された一対の正面視(図3)で門型に形成された支柱3a,3aと、前記基台2に設けた支持部材4上に固定したX軸レール(案内レール)5に沿ってX軸方向xに所定ストロークだけ往復移動する支持台6と、該支持台6上の一側部(図1で上側、図3、図4で左側)に固定した架台7に設置されY軸方向yに向けたY軸レール(案内レール)8に沿ってY軸方向yに往復移動する往復台9とを備えている。なお、前記支柱3a,3aは上端の両端部で互いに接続フレーム3bで連結されている。
前記支持台6の中央の上面にはテーブル10が固定されており、該テーブル10上には露光対象である基板Wを気体圧力で支持して通過させる基板支持パッド11が取り付けられている。また、前記支持台6上には、前記基板支持パッド11を間にしてそのY軸方向yの前後(図1で左右)に前記基板Wを下から支える一対の搬送台12,12が設置されている。そして、前記往復台9には、前記搬送台12上に支持された基板Wの側縁部(図1で上側縁)を上下一対のグリップ13a,13a(図4参照)で把持する基板把持部13が複数取り付けられ、往復台9がY軸方向yに往復することにより、前記基板把持部13が基板Wを掴んで一方の搬送台12から前記基板支持パッド11の区間を通過して他方の搬送台12まで搬送するようになっている。
また、前記支持台6上には、基板WのX軸方向xの端部に位置決め部材14aを当接させて基板WをX軸方向xに位置決めして前記基板把持部13に把持させるためのX軸位置調節装置14と、基板WのY軸方向yの端部に位置決め部材15aを当接させて基板WをY軸方向yに位置決めして基板把持部13に把持させるためのY軸位置調節装置15とが設備されている。
また、前記門型の支柱3a,3aの一方(図2で左方)の上部ビーム3cには、そのX軸方向の中央部に位置して第1の露光ヘッド16Aが、他方の(図2で右方)の上部ビーム3cには、第1の露光ヘッド16AのX軸方向xにおける両側に位置して第2、第3の露光ヘッド16B,16Cがそれぞれ取り付けられている。
前記各露光ヘッド16A,16B,16Cは、それぞれ、露光光源17と、反射鏡18と投影レンズ19を有する露光光学系20と、反射鏡18と投影レンズ19との間にあって露光光学系20の光軸L上に設けたマスク21とを備え、前記露光光源部17からの露光光を前記マスク21の開口部を通して前記基板支持パッド11上にある基板Wに照射して、前記開口部の像(露光パターン)を基板Wの表面に転写するようになっている。
前記基板支持パッド11は、図5、図6に示すように、前記露光ヘッド16A,16B,16Cに対応させて、X軸方向xに3つに区分されて前記テーブル10の上板10a上に配置されたパッド集合体11A,11B,11Cからなっている。各パッド集合体11A,11B,11Cは、それぞれ、突起からなる単位パッド(パッド部)22をX軸方向xとY軸方向yにX軸溝23およびX軸方向xに沿う凹部22aとY軸溝24を隔てて複数個(図示の例ではX軸方向xに8個、Y軸方向yに12個)配置して構成されている。さらに、各パッド集合体11A,11B,11CはY軸方向yに3固ずつのブロック11a,11b,11cに分けられて、それぞれ、周囲の3箇所に設けた取付フランジ25を介して、ボルトと位置決めピンからなる固定具26によって前記テーブル10の上板10aに固定されている。
各パッド集合体11A,11B,11Cの各ブロック11a,11b,11cの相互間におけるX軸溝23aの間隔は、他の箇所のX軸溝23の間隔より広く設定されており、前記露光ヘッド16A,16B,16Cによる露光領域27に対応する露光部28とされ、その下方はパッド構成部材が存在しない空間とされている。各パッド集合体11A,11B,11CのX軸方向xの幅は前記露光領域27(露光部28)のX軸方向xにおける幅の略3個分に相当している。
また、基板支持パッド11には、図7に示すように、一対の単位パッド22,22をY軸方向yに隔てる前記凹部22aに開口する気体吸引孔29が上下方向に向けて設けられ、前記凹部22aのY軸方向yにおける両側の単位パッド22,22に、それらの上面22bに開口する一対の気体噴出孔30,30が上下方向に向けて設けられている。そして、前記各単位パッド22の上面は平滑に仕上げられている。
前記各搬送台12,12は、前記支持台6の上面に固定された受け台12aにX軸方向xに間隔をあけて複数の支持部材12bが立設され、各支持部材12bの上端にY軸方向yに向けて水平にローラ保持材12cが固定され、そして、該ローラ保持材12cにY軸方向yに所定間隔をあけて配置され、水平軸に支持されてY軸方向yに沿う面内で回転するローラ12dを設けて構成されている。前記ローラ12dの上面は、前記基板支持パッドの11の単位パッド22の上面22bより微小距離eだけ高くなるように設定されている。
なお、前記支持台6には制御ボックス31が設置されている。該制御ボックス31は支持台6をX軸方向xに往復移動させるX軸駆動手段、前記往復台9を作動させて前記基板把持部13を介して基板WをY軸方向yに往復移動させるY軸駆動手段、前記基板把持部13を作動させてグリップ13aで基板Wを把持、開放させる把持部作動手段、前記X軸,Y軸位置調節装置14,15を操作する位置決め作動手段等を制御する動作制御部、前記各露光ヘッド16A,16B,16Cの動作を制御する露光ヘッド制御手段や、前記基板支持パッド11による基板Wの温度を調整するための基板温度制御装置32が格納されている。前記架台7、Y軸レール8、往復台9、搬送台12、基板把持部13等によって基板搬送手段Fが構成されている。
前記基板温度制御装置32は、図7に示すように、前記基板支持パッド11の単位パッド22に設けた前記気体噴出孔30に配管33によって連絡され、気体噴出孔30に圧縮空気等の気体を供給するエアコンプレッサー等の気体供給装置34と、前記配管33に設けられて圧縮気体供給装置34から送り出された気体の温度を調整する気体冷却装置35と、該気体冷却装置35の出口側における配管33に設けられ管内を流れる気体の流量を調節する気体流量調節弁36と、前記配管33の気体流量調節弁36の下流側に設けられ管内を流れる気体の温度を検出する温度センサー37と、前記基板支持パッド11の単位パッド22に設けた前記気体吸引孔29に配管38によって連絡され、単位パッド22の凹部22a内の気体を吸引する真空ポンプ等の気体吸引ポンプ(気体吸引装置)39と、前記配管38の上流側(気体吸引孔29に近い側)に設けられ管内を流れる気体の温度を検出する温度センサー40と、前記配管38を開閉する開閉弁41と、前記単位パッド22に装着されて単位パッド22の温度を検出する温度センサー42と、前記単位パッド22上の基板Wに一定の気体圧を作用させるように前記気体供給装置34と気体吸引ポンプ39の作動を制御すると共に、前記温度センサー37,40,42の検出温度にもとづいて前記気体冷却装置35と気体流量調節弁36の作動を制御する制御部(温度制御装置)43とを備えている。
次に、上記のように構成された露光装置1の作用について説明する。
先ず、前記制御ボックス31を操作して露光装置1を動作状態とした後に、基板Wを搬送台12に載置して、X軸、Y軸位置調節装置14,15によってX,Y軸方向x、yにおける基板Wの位置をその大きさに応じて調節してから、基板把持部13のグリップ13aで基板Wを把持する。そして、前記支持台6をX軸方向xの一方(図1、図5で下方)に移動させて、各パッド集合体11A,11B,11Cにおける第1の露光部28a(28)の中央が、露光ヘッド16A,16B,16Cの投影レンズ19の光軸Lの下方位置を通過するように合わせる。
しかる後に、往復台9を作動させて基板把持部13を介して基板Wを、例えば、図1、図5で右端側の待機位置からY軸方向yにおける左方へ一定速度で移動させ、基板Wの左端縁が第2、第3の露光ヘッド16B,16Cの光軸Lを少し通過した露光開始位置まで移動されたとき、前記露光ヘッド16B,16Cを動作させて第2、第3のパッド集合体11B,11Cにおける第1の露光部28aで基板Wに対する露光を開始し、また、基板Wの左端が第1の露光ヘッド16Aを少し通過したところで、該露光ヘッド16Aを動作させて第1のパッド集合体11Aにおける第1の露光部28aで基板Wに対する露光を開始する。そして、基板WがY軸方向yへ所定距離だけ移動して、各露光ヘッド16A,16B,16Cによって基板Wに対する露光が連続して行われる。これにより、前記露光部28(28a)では、各露光ヘッド16A,16B,16Cのマスク21の開口部で画成される露光領域27に対応して基板W上に露光パターンPが投影されて露光され、基板Wの移動により、X軸方向xに所定の幅を有し基板Wの移動距離に相当する長さを有する帯状をした第1の露光帯域の露光が行われる。第1露光帯域の露光が終了すると、各露光ヘッド16A,16B,16Cによる基板Wの露光が一旦中断される。
次に、前記支持台6がX軸方向xの他端側(図1、図5で上端側)へ所定距離だけ移動された後に、基板Wが前記と反対であるY軸方向yにおける右側へ移動されて、前記と同様にして各パッド集合体11A〜11Cにおける第2の露光部28bで基板Wに対する露光が行われる。そして、基板Wが右端側に所定距離だけ移動して第1の露光帯域に隣接した第2の露光帯域の露光が終了すると、前記支持台6が更にX軸方向xの他端側へ所定距離だけ移動された後、再び、基板WがY軸方向yにおける左側へ移動されながら、各パッド集合体11A〜11Cにおける第3の露光部28cで基板Wに対する露光が行われる。これにより、第2の露光帯域に隣接して第3の露光帯域が露光されて基板Wに対する露光が完了する。このようにして、基板Wの表面にX軸方向xに間隔をあけて複数の平行な露光帯域が露光されることとなる。
なお、前記露光ヘッド11A,11B,11Cは、前記基板Wの大きさ(X軸方向xにおける大きさ)によって、所要のものを1つまたは複数選択して使用する。
前記露光中は、基板温度制御装置32の制御部43が動作して、気体流量調節弁34と開閉弁41が開かれると共に気体供給装置34から配管33を通して圧力を調整された気体が、前記基板支持パッド11における単位パッド22の気体噴出孔30から、単位パッド22の上方を移動される基板Wの下面に噴射されることにより、基板Wが単位パッド22の上面22bから僅かな距離e、例えば、数十ミクロンだけ浮上した状態で移動される。また、同時に、前記気体吸引装置39が作動されて基板Wの下面に噴射された気体が前記気体吸引孔29から吸引されることにより、気体噴出孔30から噴出される気体による基板Wの浮上圧力と気体吸引孔29から吸引される気体による基板Wの押し下げ圧力とが平衡され、基板Wの下面に発生する圧力が一定に保持されて、基板Wは上下に振動することなく安定した状態で円滑に露光部23aを移動される。
また、露光中は、前記気体噴出孔30から噴出される気体の熱伝達によって前記基板Wが冷却される。その際、前記温度センサー37により検出された気体噴出孔30に供給される気体の温度と、前記温度センサー40により検出された気体吸引孔29から気体吸引装置39に吸引される気体の温度と、温度センサー42によって検出された単位パッド22の温度とにもとづいて、前記制御部43が前記気体冷却装置35により配管33内を流れる空気の冷却温度を調節すると共に、配管33を経て前記気体噴出孔30から噴出される気体の流量を調節することにより、基板Wの下面に供給される気体の温度を設定温度に調節される。
また、前記基板Wは、X,Y軸方向x,yに複数配置された単位パッド22の気体噴出孔30から噴出される気体によって全体が冷却され、特に、露光領域27のY軸方向y(基板Wの搬送方向)における両側(上流側と下流側)に近接した位置において、対をなす単位パッド22,22からの噴出空気で冷却されるので、基板Wは搬送方向に温度勾配が生じることなく、露光領域27における温度を極めて均一に保持することができ、これにより、基板Wに対する露光がむら無く、均質に行われる。しかも、基板Wの露光領域27の下方は、基板支持パッド11を構成する部材の無い空間となっているので、露光光の反射波が生じることがなく、この点でも露光を均質に行える。
以上説明したように、実施の形態に係る露光装置1は、基板搬送手段Fによって一定方向に搬送される基板Wに対して、露光領域27で露光光源17からの露光光を露光光学系20を通して照射し、前記基板W上に所要の露光パターンPを形成する露光装置であって、前記露光領域27を間にして前記基板Wの搬送方向における上流側と下流側の位置に、基板Wの下側へ温度調整された気体を噴出させて基板Wを浮上させた状態で支持する基板支持パッド11が配置された構成とされている。
したがって、前記実施の形態に係る露光装置1によれば、露光領域27の上流側で基板支持パッド11から噴出される温度調整された気体によって、基板Wが僅かに浮上されながら該気体に接触されるので、気体との熱伝達によって基板Wを的確に温度調整することができると共に、露光領域27の下流側でも基板支持パッド11から噴出される気体によって基板Wが温度調整されるので、基板Wは、露光領域27の上流側と下流側とで温度差が生じることなく、露光領域の全体において温度むらが無くなり、露光領域27の全体を均質に露光することができる。
また、基板Wは温度調整されながら露光領域27に移動されて直ちに露光されるので、基板Wの温度調整と露光を1つの装置内で連続して一工程で行うことができ、基板Wの露光を効率的に行うことができると共に、露光装置1の構成が簡単となり、その所要設置空間も小さくすることができる。
そして、前記露光装置1において、前記基板支持パッド11が、上面22bを平らに形成した突起からなる単位パッド22を、前記基板Wの搬送方向(Y軸方向y)とそれに直角な方向(X軸方向x)に間隔をあけて複数固備えており、気体供給装置34に連絡された気体噴出孔30が、前記単位パッド22の上面22bに開口して設けられると共に、気体吸引装置39に連絡させた気体吸引孔29が、基板Wの搬送方向における少なくとも一対の単位パッド22,22間に形成された凹部22aに開口して設けられた構成とされる場合には、前記気体供給装置34と気体吸引装置39の動作を制御して基板支持パッド11の気体噴出孔30からの気体の噴出圧と気体吸引孔からの排気圧を調節することにより、基板支持パッド11からの基板Wの浮上量を正確に調整することができ、露光領域27において基板Wの基板支持パッド11による無接触状態での支持を高精度に行うことができる。
また、前記露光装置1において、前記基板支持パッド11の単位パッド22に設けた温度センサー42によって検出される温度にもとづいて、前記気体供給装置34から前記気体噴出孔30に供給される気体の温度を調整する制御部43が設けられた構成とした場合には、気体噴出孔30から噴出する気体に接触して気体と等しい温度になっている前記単位パッド22の温度を検出することにより、基板Wに噴出される気体の温度を容易に検出することができるので、該気体の温度調整を的確に行うことができる。
なお、前記実施の形態に係る露光装置1においては、露光ヘッド16A,16B,16Cのマスク21の露光パターンを投影レンズ19によって基板W上に投影して露光する投影露光方式の露光装置に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、結像レンズを通した露光光をマスクの露光パターンを通して基板Wに転写するプロキシ露光方式の露光装置に適用してもよく、DMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)露光装置に適用することもできる。
本発明の一実施の形態に係る露光装置を示す平面図である。 図1のイ−イ断面図である。 本発明に一実施の形態に係る露光装置の正面図である。 同じく露光装置における基板搬送手段を示す正面図である。 同じく露光装置における露光部を示す拡大平面図である。 同じく露光装置における露光部を示す拡大側面図である。 同じく露光装置の基板温度制御部を示す系統図である。
符号の説明
1 露光装置
2 基台
3 支柱
6 支持台
9 移動台
10 テーブル
11 基板支持パッド
12 搬送台
13 基板把持部
16A,16B,16C 露光ヘッド
19 投影レンズ
20 露光光学系
21 マスク
22 単位パッド(パッド部)
27 露光領域
28,28a,28b,28c 露光部
29 気体吸引孔
30 気体噴出孔
32 基板温度制御装置
34 気体供給装置
35 気体冷却装置
36 気体流量調節弁
37,40,42 温度センサー
39 気体吸引装置
43 制御部
W 基板

Claims (2)

  1. 基板搬送手段によって露光領域に搬送される基板に対して、前記露光領域において露光光源からの露光光を露光光学系を通して照射し、前記基板上に所要の露光パターンを形成する露光装置であって、
    前記基板の搬送方向における前記露光領域の上流側と下流側の位置に、前記基板の下側へ温度調整された気体を噴出させて基板を浮上させた状態で支持する基板支持パッドが配置されており、
    前記基板支持パッドは、上面を平らに形成した突起からなるパッド部を、前記基板の搬送方向とそれに直角な方向に間隔をあけて複数個備えており、気体供給装置に連絡された気体噴出孔が、前記パッド部の上面に開口して設けられると共に、気体吸引装置に連絡させた気体吸引孔が、基板の搬送方向における少なくとも一対のパッド部間に形成された凹部に開口して設けられ
    前記基板の搬送方向における前記露光領域の上流側と下流側に近接して前記気体噴出孔が設けられ、
    気体の温度調整を行う温度制御装置は、前記基板支持パッドの上流側のみに配設されていることを特徴とする露光装置。
  2. 前記温度制御装置は、前記基板支持パッドに設けた温度センサーによって検出される温度にもとづいて、前記気体供給装置から前記気体噴出孔に供給される気体の温度を調整することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
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